[发明专利]一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器

说明书

本发明公开了一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器，FPGA控制器分别连接双通道DDS、USB芯片、以及两路ADC芯片，双通道DDS的两路输出通过两个带通滤波器分别连接双通道功率放大模块对应的两个输入端，双通道功率放大模块的两个输出端分别连接两个AOM负载。本发明公开了一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制方法。本发明可以独立控制的的AOM射频驱动；分别控制两路射频输出的通断；通过PID算法反馈控制DDS输出的信号幅值。

技术领域

本发明属于声光调制器技术领域，具体涉及一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器。

背景技术

AOM(声光调制器)主要由声光介质和压电换能器构成，当驱动射频信号以某种特定载波频率驱动换能器时，从换能器中便会产生同一频率的超声波。当光束通过介质时与超声波相互作用发生衍射，从而改变光的频率与传播方向。

AOM工作需要一个射频信号来驱动，常用的AOM工作频率在60MHz到200MHz范围内，3dB工作带宽为十几MHz，通过控制射频信号可以直接改变激光的频率、幅度、相位等参数，因此在量子物理、量子信息、激光控制等高精密实验领域中发挥着重要作用。

但是现有的AOM驱动功能比较单一，尤其是在许多实验中经常要用到的光功率检测和光功率反馈，则需要外接示波器、数据采集卡、PID控制器等设备，系统复杂且集成度不高。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器，集成两路可以独立控制的的AOM射频驱动；可以通过两路TTL电平分别控制两路射频输出的通断；通过两路AD输入端，可以对PD(光电探测器)的探测信号进行光功率监测；通过FPGA控制器内部的PID算法反馈控制DDS输出的信号幅值，可以实现光功率稳定功能；通过USB接口控制两路射频驱动在上位机给定的频率、功率、功率稳定幅值、PID参数等所有参数并用图形实时光功率监测结果等一系列功能。

本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器，包括FPGA控制器，FPGA控制器分别连接双通道DDS、USB芯片、以及两路ADC芯片，双通道DDS的两路输出通过两个带通滤波器分别连接双通道功率放大模块对应的两个输入端，双通道功率放大模块的两个输出端分别连接两个AOM负载。

一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器，还包括电源模块，电源模块通过24V电源适配器供电，并分别产生FPGA控制器使用的1.2V电压和3.3V电压、双通道DDS使用的1.8V数字电压和1.8V模拟电压，以及ADC芯片使用的正负15V和正5V模拟电压。

一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制器，还包括用于触发控制双通道DDS的两路输出的开启与关断的两路TTL电平信号。

一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制方法，包括定频点射频信号输出步骤：

上位机发出设置频率指令和设置功率指令到FPGA控制器，FPGA控制器接收设置频率指令和设置功率指令后，并读取设置频率指令和设置功率指令中的频率参数和功率参数，而后FPGA控制器通过与双通道DDS相连的SPI总线将频率参数和功率参数分别按对应的寄存器地址写入双通道DDS的射频通道选择寄存器、射频输出的频率寄存器和幅度寄存器，写入完成后FPGA控制器向双通道DDS发送更新信号。

一种高集成度多功能双通道AOM驱动控制方法，所述的双通道DDS输出的两个通道的射频信号通过上位机指令控制选择软件开关模式或外部开关模式：

软件开关模式下，上位机发送开关控制指令控制双通道DDS的两个通道的射频信号开关，当开关控制指令为开时，FPGA控制器选择双通道DDS中对应的幅度寄存器，并将设定幅值写入对应的幅度寄存器；当开关控制指令为关时，FPGA控制器选择双通道DDS中对应的幅度寄存器，并将0值写入对应的幅度寄存器；